输电线路的距离保护习题
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班级: ___________
序号：___________
输电线路的距离保护习题
一、填空题：
1、常规距离保护一般可分
为、和三部分。
2、距离保护I段能够保护本线路全长的。
3、距离保护第Ⅲ段的整定一般按照躲开来整定。
4、阻抗继电器按比较原理的不同，可分为式
和式。
5、方向阻抗继电器引入非故障相电压的目的是为了__________________________________。
6、若方向阻抗继电器和全阻抗继电器的整定值相同，___________继电器受过渡电阻影响
大，继电器受系统振荡影响大。
7、全阻抗继电器和方向阻抗继电器均按躲过最小工作阻抗整定，当线路上发生短路时，
_______________继电器灵敏度更高。
8、校验阻抗继电器精工电流的目的是__________________。
9、阻抗继电器的0°接线是指_________________，加入继电器的___________________。
10、助增电流的存在，使距离保护的测量阻抗，保护范
围，可能造成保护的。
11、根据《220~500kV电网继电保护装置运行整定规程》的规定，对50km以下的线路，相间距离保护中应有对本线末端故障的灵敏度不小于的延时保护。
二、选择题：
1、距离保护装置的动作阻抗是指能使阻抗继电器动作的。
（A）最小测量阻抗；（B）最大测量阻抗；（C）介于最小与最大测量阻抗之间的一个定值；（D）大于最大测量阻抗的一个定值。
2、为了使方向阻抗继电器工作在状态下，故要求继电器的最大灵敏角等于被保护线路的阻抗角。最有选择；（B）最灵敏；（C）最快速；（D）最可靠。
3、距离保护中阻抗继电器，需采用记忆回路和引入第三相电压的
是。
（A）全阻抗继电器；（B）方向阻抗继电器；（C）偏移特性的阻抗继电器；（D）偏移特性和方向阻抗继电器。
4、距离保护是以距离元件作为基础构成的保护装置。
(A)测量；（B）启动；（C）振荡闭锁；（D）逻辑。
5、从继电保护原理上讲，受系统振荡影响的有。
(A)零序电流保护；（B）负序电流保护；（C）相间距离保护；（D）相间过流保护。
6、单侧电源供电系统短路点的过渡电阻对距离保护的影响是。
(A)使保护范围伸长；（B）使保护范围缩短；（C）保护范围不变；（D）保护范围不定。
7、方向阻抗继电器中，记忆回路的作用是。
（A）提高灵敏度；（B）消除正向出口三相短路的死区；（C）防止反向出口短路动作；（D）提高选择性。
8、阻抗继电器常用的接线方式除了00接线方式外，还有。
（A）900接线方式? （B）600接线方式? （C）300接线方式? （D）200接线方式
三、判断题：
1、距离保护就是反应故障点至保护安装处的距离，并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。（）
2、距离Ⅱ段可以保护线路全长。( )
3、距离保护的测量阻抗的数值随运行方式的变化而变化。（）
4、方向阻抗继电器中，电抗变压器的转移阻抗角决定着继电器的最大灵敏角。（）
5、阻抗继电器的最小精确工作电压，就是最小精确工作电流与电抗变压器转移阻抗值的乘积。（）
6、在距离保护中，“瞬时测定”就是将距离元件的初始动作状态，通过起动元件的动作而固定下来，以防止测量元件因短路点过渡电阻的增大而返回，造成保护装置拒绝动作。( )
7、汲出电流的存在，使距离保护的测量阻抗增大，保护范围缩短。（）
8、相间00接线的阻抗继电器，在线路同一地点发生各种相间短路及两相接地短路时，
继电器所测得的阻抗相同。( )
9、试验方向阻抗继电器的记忆时间时，应将电流回路可靠短路，并同时通入正向出口最大三相短路电流及继电器的两倍精确工作电流。 ( )
10、不论是单侧电源电路，还是双侧电源的网络上，发生短路故障时，短路点的过渡电阻总是使距离保护的测量阻抗增大。( )
11、距离保护受系统振荡的影响与保护的安装地点有关，当振荡中心在保护范围外或位于保护的反方向时，距离保护就不会因系统振荡而误动作。( )
12、距离保护是本线路正方向故障和与本线路串联的下一条线路上故障的保护，它具有明显的方向性。因此，即使作为距离保护Ⅲ段的测量元件，也不能用具有偏移特性的阻抗继电器。( )
13、当近区发生单相接地故障时，若相间距离保护与接地保护同时动作，则相间距离属不正确动作。（）
四、问答题：
1、何谓方向阻抗继电器的最大灵敏角？试验出的最大的灵敏角允许与通知单上所给的线路阻抗角相差多少度？
2、对振荡闭锁装置的基本要求是什么?
3、利用负序电流增量比利用负序电流稳态值构成的振荡闭锁装置有哪些优点?
4、什么叫阻抗继电器的最小精确工作电流，它有什么意义？
5、解释距离保护中常用到的测量阻抗、整定阻抗、动作阻抗的含义。
6、某些距离保护在电压互感器二次回路断相时不会立即误动作，为什么仍需装设电压回路断相闭锁装置?
7、影响距离保护正确动作的因素有哪些？
8、对阻抗继电器接线方式有什么基本要求？目前常用的阻抗继电器的接线方式如何?
9、在距离保护整定计算中分支系数应如何取值? 分支系数的大小与什么有关?
10、断线闭锁元件的构成原理有几种?
11、为缩短距离保护第Ⅲ段的动作时限又不会误动可采取什么措施?
12、阶段式距离保护与阶段式电流保护相比具有哪些优点?
五、计算题
1.已知线路正序阻抗Zl = 0. 45Ω/km, 平行线路NP70km、MN线路为40km，距离保护I段可靠系数取0.85，M侧电源最大、最小等值阻抗分别为ZsM. max = 25Ω、ZsM. min = 20Ω，N侧电源最大、最小等值阻抗分别为ZsN. max = 25Ω、ZsN. min = 15Ω。试计算MN 线路M侧距离保护的最大、最小分支系数。
2.试根据下列数据计算整定点1处距离保护的I 段和II 段的一次动作阻抗，已知AB 线路长25km ，km z /45.01Ω=；BC 为两条平行线路，其中一条的全阻抗为31.4Ω，另一条
回路线的全阻抗为34.6Ω；平行线路上未装设横联差动保护，8.0='rel
K ，8.0=''rel K 。
3.已知AB 线路长30km ，单位长度阻抗km z /
4.01Ω=；BC 为平行双回线路，线路长
度均为60km ，假设平行双回路上装设距离保护（取可靠系数8.0='rel
K ，8.0=''rel K ）。试根据所给参数整定断路器1的距离保护的I 段和II 段的一次动作阻抗。
4.如下图所示网络和已知条件：kV E A 3/115=，两台变压器型号相同：
MVA S e 15=、额定电压110/6.6kV 、%5.10=d u ，线路AB 和BC ：km z /45.01Ω=、A I L 300max .=，
正常时e L U U 9.0min .=，以及85.0='rel
K 、8.0=''rel K 、25.1='''rel K 、15.1=re K 、5.1=MS K ，试对保护1的三段式距离保护进行整定（采用全阻抗继电器）：
1）距离I 段定值；
2）距离II 段定值及其灵敏度校验； 3）距离III 段定值及其灵敏度校验。 解： 保护1、2距离I 段：
Ω=?='='48.115.1385.01.AB rel act
Z K Z .20.8521.618.36act
rel BC Z K Z ''==?=Ω 保护1距离II 段：
与线路BC 的I 段配合
.1.()0.8(13.518.36)25.49act
rel AB act B Z K Z Z '''''=+=?+=Ω
与变低差动保护配合
Ω=????==7.841015100101105.10%6
6
22e e d T S U u Z
.11
()0.7(13.542.35)39.102
act
rel AB T Z K Z Z ''''=+=?+=Ω 取.125.49act
Z ''=Ω 灵敏度校验：..25.49 1.89 1.513.5
act A sen
A A
B Z K Z ''''===> 距离III 段
Ω=?==2.1993
.03
/1159.0max .min .min .L L L I U Z
Ω='''='''38.921
min ..1.L re s M rel
act Z K K K Z
距离III 段灵敏度校验
近后备：5.184.65
.1338.921..>=='''='''AB act
A sen
Z Z K 远后备：.1.92.38
2.63 1.251
3.521.6
act sen
A A
B B
C Z K Z Z ''''''===>++
1、启动回路? 测量回路? 逻辑回路
2、80%~85%
3、最小负荷阻抗
4、幅值比较式相位比较式
5、消除正向出口两相短路的动作死区和反向两相短路时的误动作
6、方向阻抗全阻抗
7、方向阻抗
8、防止保护拒动和误动
9、时电压和电流同相
10、增大缩小拒动
11、1.5
二、选择题：
1、B
2、B
3、B
4、A
5、C
6、B
7、B
8、
B 9、C
三、判断题：
1、√
2、√
3、×
4、√
5、√
6、√
7、× 8、√ 9、× 10、× 11、√ 12、× 13、×
四、问答题：
1、答：方向阻抗继电器的动作阻抗Zop随阻抗角φ而变，带圆特性的方向阻抗继电器，圆的直径动作阻抗最大，继电器最灵敏，故称直径与R轴的夹角为继电器的最大灵敏角，通常用φs表示。要求最大灵敏角应不大于通知单中给定的线路阻抗角的±50。
2、答：对振荡闭锁装置的基本要求如下：
(1)系统发生振荡而没有故障时，应可靠地将保护闭锁。
(2)在保护范围内发生短路故障的同时，系统发生振荡，闭锁装置能将保护闭锁，应允许保护动作。
(3）继电保护在动作过程中系统出现振荡，闭锁装置不应干预保护的工作。
3、答：利用负序电流增量构成的振荡闭锁装置，反应负序电流的变化量，能更可靠地躲过非全相运行时出现的稳态负序电流和负序电流滤过器的不平衡电流，使振荡闭锁装置具有更高的灵敏度和可靠性。
4、答：理想的阻抗继电器不论加入电流的大小，只要有一定的工作电压和工作电流，阻抗继电器均会正确反映测量阻抗而动作。实际上无论感应型阻抗继电器的弹簧力矩还是晶体管阻抗继电器的门槛电压，都会使阻抗继电器的动作阻抗不仅与本身参数有关，而且与加入的工作电流的大小有关。当电流很小时，继电器的动作阻抗将明显小于整定阻抗。为了将继电器的动作阻抗误差限制在一定范围内，规定当动作阻抗为0.9整定阻抗时所对应的最小动作电流，称之为阻抗继电器的最小精确工作电流。它是阻抗继电器的最重要指标之一。
5、答：测量阻抗Zm：为保护安装处继电器感受到的电压Um与电流Im比值，即Zm=Um/Im。
整定阻抗Zset：保护安装处到整定点之间的阻抗。
动作阻抗Zop：使阻抗继电器刚好动作时的测量阻抗值。
6、答：目前有些新型的或经过改装的距离保护，起动回路经负序电流元件闭锁。当发生电压互感器二次回路断相时，尽管阻抗元件会误功，但因负序电流元件不起动，保护装置不会立即引起误动作。但当电压互感器二次回路断相而又遇到穿越性故障时仍会出现误动，所以还要在发生电压互感器二次回路断相时发信号，并经大于第Ⅲ段延时的起动闭锁保护。
7、答:(1)短路点的过渡电阻；?
(2)保护安装处与短路点间的分支线；
(3)线路串补电容；
(4)保护装置电压回路断线；
(5)电力系统振荡。
8、答:(1)测量阻抗正比于短路点到保护安装处距离，测量阻抗与短路类型无关，测量阻抗与故障前系统运行方式无关；
(2)反应相间短路和接地短路两种接线方式。
9、答: 在距离保护整定计算中,求动作值时应取最小的分支系数;求灵敏系数时应取最大的分支系数。分支系数的大小与网络接线方式、系统的运行方式有关, 系统运行方式变化时,分支系数随之变化。
10、答:(1)以二次回路是否出现零序电压为依据；(2)以两个电压源的电压是否相同为依据；
(3)三相电压求和为依据；（4）判别三相电压相量和为依据；（5）检测零序电压、零序电流为依据。
11、答:为缩短动作时限,保证选择性,可采取类似于第Ⅱ段的作法, 适当选择动作阻抗以限制第Ⅲ段的保护区,从而就可以缩短保护的动作时间而又不会误动作。
12、答: (1)由于距离保护是同时反应电流增大和电压降低而动作,因此它的灵敏高；
(2)保护区基本上不受到系统运行方式的影响;
(3)动作迅速。
13、答：1、保护Ａ第Ⅰ段整定值
保护Ａ第Ⅱ段整定值
1)在处短路测量阻抗为；
2)在处短路测量阻抗为。
保护A的I段不动作，Ⅱ段会动作。
2、在经过渡电阻的弧光短路的测量阻抗为
=
＞15.55
＞15.55
故保护A的Ⅰ、Ⅱ段均会动作。
3、求使Ⅱ段误动的负荷电流
负荷阻抗为时，方向阻抗继电器就会误动。
误动时的负荷电流为：
14、答：距离保护在失去电压或总闭锁元件动作的情况下，应按以下方法进行处理：（1）停用接入该电压互感器的所有距离保护总连接片。
（2）此时若同时出现直流接地时，在距离保护连接片未断开前，不允许拉合直流电源来查找直流接地点。
（3）立即去开关场恢复电压互感器二次回路中被断开的熔断器，或消除其他原因造成的失压，使电压互感器二次恢复正常。
（4）在确保电压互感器二次恢复正常，并经电压表测量各相电压正常后，才允许解除距离保护的闭锁，按规定程序投入各套被停用的距离保护总连接片。
输电线路的距离保护习题答案
：___________ 班级: ___________ 序号：___________ 输电线路的距离保护习题 一、填空题： 1、常规距离保护一般可分 为、和三部分。 2、距离保护I段能够保护本线路全长的。 3、距离保护第Ⅲ段的整定一般按照躲开来整定。 4、阻抗继电器按比较原理的不同，可分为式 和式。 5、方向阻抗继电器引入非故障相电压的目的是为了__________________________________。 6、若方向阻抗继电器和全阻抗继电器的整定值相同，___________继电器受过渡电阻影响 大，继电器受系统振荡影响大。 7、全阻抗继电器和方向阻抗继电器均按躲过最小工作阻抗整定，当线路上发生短路时， _______________继电器灵敏度更高。 8、校验阻抗继电器精工电流的目的是__________________。 9、阻抗继电器的0°接线是指_________________，加入继电器的___________________。 10、助增电流的存在，使距离保护的测量阻抗，保护范 围，可能造成保护的。 11、根据《220~500kV电网继电保护装置运行整定规程》的规定，对50km以下的线路，相间距离保护中应有对本线末端故障的灵敏度不小于的延时保护。 二、选择题： 1、距离保护装置的动作阻抗是指能使阻抗继电器动作的。
（A）最小测量阻抗；（B）最大测量阻抗；（C）介于最小与最大测量阻抗之间的一个定值；（D）大于最大测量阻抗的一个定值。 2、为了使方向阻抗继电器工作在状态下，故要求继电器的最大灵敏角等于被保护线路的阻抗角。最有选择；（B）最灵敏；（C）最快速；（D）最可靠。 3、距离保护中阻抗继电器，需采用记忆回路和引入第三相电压的 是。 （A）全阻抗继电器；（B）方向阻抗继电器；（C）偏移特性的阻抗继电器；（D）偏移特性和方向阻抗继电器。 4、距离保护是以距离元件作为基础构成的保护装置。 (A)测量；（B）启动；（C）振荡闭锁；（D）逻辑。 5、从继电保护原理上讲，受系统振荡影响的有。 (A)零序电流保护；（B）负序电流保护；（C）相间距离保护；（D）相间过流保护。 6、单侧电源供电系统短路点的过渡电阻对距离保护的影响是。 (A)使保护范围伸长；（B）使保护范围缩短；（C）保护范围不变；（D）保护范围不定。 7、方向阻抗继电器中，记忆回路的作用是。 （A）提高灵敏度；（B）消除正向出口三相短路的死区；（C）防止反向出口短路动作；（D）提高选择性。 8、阻抗继电器常用的接线方式除了00接线方式外，还有。（A）900接线方式? （B）600接线方式? （C）300接线方式? （D）200接线方式 三、判断题： 1、距离保护就是反应故障点至保护安装处的距离，并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。（） 2、距离Ⅱ段可以保护线路全长。() 3、距离保护的测量阻抗的数值随运行方式的变化而变化。（） 4、方向阻抗继电器中，电抗变压器的转移阻抗角决定着继电器的最大灵敏角。（） 5、阻抗继电器的最小精确工作电压，就是最小精确工作电流与电抗变压器转移阻抗值的乘积。（） 6、在距离保护中，“瞬时测定”就是将距离元件的初始动作状态，通过起动元件的动作而固定下来，以防止测量元件因短路点过渡电阻的增大而返回，造成保护装置拒绝动作。()
基于PSCAD4.2电力系统距离保护的仿真分析
基于PSCAD4.2电力系统距离保护的仿真分析 摘要:简要地介绍了PSCAD4.2软件及其工具箱，分析了输电线路距离保护的基本原理，并利用软件提供的工具箱搭建了距离保护仿真模型，设置了输电线路可能发生的接 地故障和相间故障，最终得出了不同故障类型下输电线路的电压、电流以及其他量 的变化规律的波形，从而实现了三段式距离保护的作用。仿真波形结果表明：利用 该软件建立的模型是能够准确反应距离保护的作用机理，即距离保护装置能够快速 响应故障信号并动作于断路器，实现输电线路的保护。 关键词: PSCAD4.2；距离保护；接地故障；仿真 Analysis of power system distance protection simulation based on PSCAD4.2 Abstract: Briefly introducing PSCAD4.2 software and its toolbox ,then analyzing the basic principle of the transmission line distance protection , and use the toolbox that the software provides to build a protection simulation model and set a ground fault and phase transmission line failures the system may occur, at last obtain the voltage, current and waveform variation of other different types of transmission line failures , enabling three- distances protection. Simulation waveform results showed that: using the model of the software is accurately able to establish the reaction mechanism of the distance protection , distance protection device can quickly respond to the circuit breaker failure signal and act on it to achieve protection of transmission lines . Key words: PSCAD4.2；Distance Protection；Ground Fault；Simulation 0 引言 电力系统保护中，输电线路的保护主要是距离保护，其不受运行方式的影响，继电保护性能得到提高，因而获得广泛的应用[1]。文献[2]过对继电器模块的搭建来得到对电力系统的继电保护，但如果保护原理发生变化则相应的继电器模块也会发生变化，保护模块的移植性不强。目前，虽然电力系统的保护已经进入微机自动化时[3]，但距离保护体系并不十分完善， 其中接地电阻对距离保护的影响表现突出，文献[4-6] 详述了采用自适应的方法来消除接地电阻对距离保护的影响。 PSCAD4.2是一种电力系统电磁暂态仿真软件，尤其在控制系统、无功补偿系统、高压直流输电以及继电保护系统等领域较为活跃，该软件主要对电力系统时域和频率等变量进行 仿真分析，其结果一般以简单易懂的图形界面输出，使得仿真过程清晰、准确而灵活[7-8]。 1 电力系统距离保护的原理 在电力系统继电保护中，距离保护扮演着重要的角色。它满足电力系统的选择性、灵敏性、可靠性以及能够快速切除故障，从而快速恢复电网的正常稳定运行。距离保护是反应于保护安装地点到故障发生处之间的距离(阻抗)，以此来根据阻抗的大小而整定动作时间的一 种保护装置[9]。为了满足选择性、速动性和灵敏性的要求，现在广泛采用的是三段式距离保护，其网络接线如图1。
距离保护整定计算例题
距离保护整定计算例题 题目：系统参数如图，保护1配置相间距离保护，试对其距离I 段、II 段、III 段进行整定，并校验距离II 段、III 段的灵敏度。取z1=0.4/km ，线路阻 抗角为75 ，Kss=1.5，返回系数Kre=1.2，III 段的可靠系数Krel=1.2。要 求II 段灵敏度 1.3~1.5，III 段近后备 1.5，远后备 1.2。 解： 1、计算各元件参数，并作等值电路 Z MN =z 1l MN =0.430=12.00 Z NP =z 1l NP =0.460=24.00 Z T = 100% K U T T S U 2=1005 .105 .311152 =44.08 2、整定距离I 段 Z I set1=K I rel Z MN =0.8512=10.20 t I 1=0s Z I set3=K I rel Z NP =0.85 24=20.40 t I 3=0s 3、整定距离II 段并校验灵敏度 1)整定阻抗计算 (1)与相邻线路I 段配合
Z II set1=K II rel (Z MN +Kbmin Z I set3 )=0.8(12+2.0720.40)=43.38 (2)与变压器速断保护配合 Z II set1=K II rel (Z MN +Kbmin Z T )=0.7(12+2.0744.08)=72.27 取Z II set1=Min( (1),(2))=43.38 2)灵敏度校验 K II sen =MN set II Z Z 1 =43.38/12=3.62 ( 1.5)，满足规程要求 3）时限 t II 1=0.5s 4、整定距离III 段并校验灵敏度 1)最小负荷阻抗 Z Lmin Z Lmin =Lman L I U min =Lman N I U 9.0=35.03 /1109.0?=163.31 Cos L =0.866， L= 30 2）负荷阻抗角方向的动作阻抗Z act （30） Z act （30 ）= re ss rel L K K K Z min =2 .15.12.131.163??=75.61 3）整定阻抗Z III set1， set =75 (1)采用全阻抗继电器 Z III set1= Z act （30 ） =75.61， set =75 （2）采用方向阻抗继电器 Z III set1 = )cos() 30(L set act Z ??-?=) 3075(61.75?-?COS =106.94
相间距离保护
实验二 距离保护 （1）实验目的 1. 了解距离保护的原理； 2. 熟悉相间距离保护的圆特性； 3. 掌握距离保护的逻辑组态方法。 （2）实验原理及逻辑框图 1.距离保护的原理及整定方法； 由于电流保护整定值的选择、保护范围以及灵敏系数等方面都直接受电网接线方式及系统运行方式的影响，在35KV 及以上电压的复杂网络中，很难满足选择性、灵敏性以及快速切除故障要求，为此采用距离保护来实现。 距离保护是反应故障点至保护安装地点之间的距离（阻抗），并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。 距离保护的Ⅰ段： 它和电流保护的Ⅰ段很类似，都是按躲开下条线路出口处短路，保护装置不误动来整定，可靠系数一般取0.8-0.85。AB K dz Z K Z =?2 ' 距离保护的Ⅱ段： 按以下两点原则来整定： 1）与相邻线路距离保护第Ⅰ段相配合，)'(12 ''??+=dz fz AB K dz Z K Z K Z K K -----一般取0.8；fz K -------应采用当保护1第Ⅰ段末端短路时可能出现的最 小值。如果遇到有助增电流或外汲电流的影响，系数fz K 取小。 2）躲开线路末端变电所变压器低压侧出口处短路时的阻抗值。 K K -----一般取0.7；fz K -------应采用当短路时可能出现的最小值。 计算后，取以上两式中的较小一个，动作时限为下条线路一段配合，一般为0.5S 。 校验：灵敏度一般为≥1.25。 距离保护的Ⅲ段： 一般按躲开最小负荷阻抗来整定。 2.距离保护评价 1）可以在多电源复杂网络中保证动作的选择性。 2）距离Ⅰ段不能保护全长，两端合起来就是30%-40%的线路不能瞬时切除，须经0.5S 的延时才能切除，在220KV 及以上电网中有时候是不满足稳定性要求的，不能作为主保护。 3）由于阻抗继电器同时反应于电压的减低和电流的增加而动作，它较电流、电压保护灵敏。 4）距离Ⅰ段的保护范围不受系统运行方式变化影响，其他两段影响也小，保护范围比较稳定。 5）距离保护接线复杂，可靠性比电流保护低。
输电线路的距离保护
课程设计题目35kv输电线路的继电保护 专业： 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师：
目录 第一章:任务的提出与方案的提出 1.1前言 (3) 1.2绪论 (4) 1.3摘要 (5) 1.4基本原理 (6) 第二章：详细设计： 2.1最大负荷电流的计算 (7) 2.2短路电流的计算 (7) 2.3线路距离保护的设计 (7) 第三章：总体设计 3.1距离保护的优缺点 (10) 3.2继电保护装置的选择 (10) 3.3结论 (12) 第四章：结束 4.1设计感言 (22) 4.2参考文献 (13)
第一章 1.1前言： 《电力系统继电保护》作为电气工程及其自动化专业的一门主要课程,主要包括课堂讲学、课程设计等几个主要部分。电能是现代社会中最重要、也是最方便的能源。而发电厂正是把其他形式的能量转换成电能，电能经过变压器和不同电压等级的输电线路输送并被分配给用户，再通过各种用电设备转换成适合用户需要的其他形式的能量。在输送电能的过程中,电力系统希望线路有比较好的可靠性,因此在电力系统受到外界干扰时,保护线路的各种继电装置应该有比较可靠的、及时的保护动作,从而切断故障点极大限度的降低电力系统供电范围。电力系统继电保护就是为达到这个目的而设置的。本次设计的任务主要包括了五大部分，电网各个元件参数及负荷电流计算、短路电流计算、继电保护距离保护的整定计算和校验、继电保护零序电流保护的整定计算和校验、对所选择的保护装置进行综合评价。其中短路电流的计算和电气设备的选择是本设计的重点。
1.2、绪论 （一）电力系统继电保护的作用 电力系统在运行中，可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是发生各种型式的短路。在发生短路时可能产生以下的后果. 1.通过故障点的很大的短路电流和所燃起的电弧，使故障元件损坏； 2.短路电流通过非故障元件，由于发热和电动力的作用，引起它们的损坏或缩短它们的使用寿命； 3.电力系统中部分地区的电压大大降低，破坏用户工作的稳定性或影响工厂产品质量； 4.破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统振动，甚至使整个系统瓦解； 电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障，这种情况属于不正常运行状态。例如，因负荷超过电气设备的额定值而引起的电流升高（一般又称过负荷），就是一种最常见的不正常运行状态。由于过负荷，使元件载流部分和绝缘材料的温度不断升高，加速绝缘的老化和损坏，就可能发展成故障。此外，系统中出现功率缺额而引起的频率降低，发电机突然甩负荷而产生的过电压，以及电力系统发生振荡等，都属于不正常运行状态。 故障和不正常运行状态，都可能在电力系统中引起事故。事故，就是指系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏。 系统事故的发生，除了由于自然条件的因素（如遭受雷击等）以外，一般者是由于设备制造上的缺陷、设计和安装的错误、检修质量不高或运行维护不当而引起的。因此，只要充分发挥人的主观能动性，正确地掌握客观规律，加强对设备的维护和检修，就可能大大减少事故发生的机率，把事故消灭在发生之前。 在电力系统中，除应采取各项积极措施消除或减少发生故障的可能性以外，故障一旦发生，必须迅速而有选择性地切除故障元件，这是保证电力系统安全运行的最有效方法之一。
距离保护PSCAD仿真
第三章距离保护仿真构建 3.1一次系统模型 本次距离保护模型采用双电源供电的长距离输电线路配备主保护是距离保护，双侧电源均采用 R-L-C中性点接地的230kV，50Hz的电源，其部电阻9.186Ω，电抗是138mH。通过万用表确定电压电流信号，加断路器B1配置距离保护通过长距离输电线路与另一侧相接，在线路中加上故障。 系统模型 加上三相故障数字控制器不同的数字对应不同的故障。0表示没故障，1表示A相接地故障，2表示B相接地故障,3表示C相接地故障，4表示AB两相接地故障，5表示AC两相接地故障，6表示BC两相接地故障,7表示ABC三相接地故障，8表示AB两相相间短路故障，9表示AC两相相间短路故障,10表示BC两相相间短路故障,11表示ABC三相相间短路故障。对应的数字转换开关有1-6个数，每个数对应一个故障状态数字 3.1.1电源模型 这个组件模型一个三相交流电压源,源阻抗可以指定为理想(即无限总线)。这个源可能是控 制通过固定、部参数或变量的外部信号。本次模型定义为采用R-L-C中性点接地的230kV，50Hz的首段电源，其部电阻9.186Ω，电抗是138mH。双击电源模型选项一：配置选项，可以确定电源名称source1，电源阻抗类型R-L-C，中性点是否接地YES，模型显示单线路。
选项二：信号参数，可以确定是否有外控电压NO，外控频率NO，电压230kV，电压启动时间0.05s，频率50Hz，相移0。 选项三：终端条件可以不用设置。选项四：电阻设定无。选项五：阻抗R/R-L设定无。选项六： 阻抗R-L-C设定9.186ohm，138mH，0uF。
2三段式电流保护的整定及计算
2三段式电流保护的整定计算 1、瞬时电流速断保护 整定计算原则：躲开本条线路末端最大短路电流 整定计算公式： 式中： Iact——继电器动作电流 Kc——保护的接线系数 IkBmax——最大运行方式下，保护区末端B母线处三相相间短路时，流经保护的短路电流。 K1rel——可靠系数，一般取1.2～1.3。 I1op1——保护动作电流的一次侧数值。 nTA——保护安装处电流互感器的变比。 灵敏系数校验：
式中： X1— —线 路的 单位 阻抗， 一般 0.4Ω /KM； Xsmax ——系统最大短路阻抗。 要求最小保护范围不得低于15%～20%线路全长，才允许使用。 2、限时电流速断保护 整定计算原则： 不超出相邻下一元件的瞬时速断保护范围。所以保护1的限时电流速断保护的动作电流大于保护2的瞬时速断保护动作电流，且为保证在下一元件首端短路时保护动作的选择性，保护1的动作时限应该比保护2大。故： 式中： KⅡrel——限时速断保护可靠系数，一般取1.1～1.2； △t——时限级差，一般取0.5S； 灵敏度校验：
规程要求： 3、定时限过电流保护 定时限过电流保护一般是作为后备保护使用。要求作为本线路主保护的后备 以及相邻线路或元件的远后备。 动作电流按躲过最大负荷 电流整定。 式中： KⅢrel——可靠系数，一般 取1.15～1.25； Krel——电流继电器返回系数，一般取0.85～0.95； Kss——电动机自起动系数，一般取1.5～3.0； 动作时间按阶梯原则递推。 灵敏度分别按近后备和远后备进行计算。 式中： Ikmin——保护区末端短路时，流经保护的最小短路电流。即：最小运行方式下，两相相间短路电流。 要求：作近后备使用时，Ksen≥1.3～1.5 作远后备使用时，Ksen≥1.2
输电线路的距离保护习题答案42806资料
输电线路的距离保护习题答案42806
姓名：___________ 班级: ___________ 序号：___________ 输电线路的距离保护习题 一、填空题： 1、常规距离保护一般可分 为、和三部分。 2、距离保护I段能够保护本线路全长的。 3、距离保护第Ⅲ段的整定一般按照躲开来整定。 4、阻抗继电器按比较原理的不同，可分为式 和式。 5、方向阻抗继电器引入非故障相电压的目的是为了__________________________________。 6、若方向阻抗继电器和全阻抗继电器的整定值相同，___________继电器受过渡电阻影响 大，继电器受系统振荡影响大。 7、全阻抗继电器和方向阻抗继电器均按躲过最小工作阻抗整定，当线路上发生短路时， _______________继电器灵敏度更高。 8、校验阻抗继电器精工电流的目的是__________________。 9、阻抗继电器的0°接线是指_________________，加入继电器的___________________。 10、助增电流的存在，使距离保护的测量阻抗，保护范 围，可能造成保护的。 11、根据《220~500kV电网继电保护装置运行整定规程》的规定，对50km以下的线路，相间距离保护中应有对本线末端故障的灵敏度不小于的延时保护。 二、选择题： 1、距离保护装置的动作阻抗是指能使阻抗继电器动作的。
（A）最小测量阻抗；（B）最大测量阻抗；（C）介于最小与最大测量阻抗之间的一个定值；（D）大于最大测量阻抗的一个定值。 2、为了使方向阻抗继电器工作在状态下，故要求继电器的最大灵敏角等于被保护线路的阻抗角。最有选择；（B）最灵敏；（C）最快速；（D）最可靠。 3、距离保护中阻抗继电器，需采用记忆回路和引入第三相电压的 是。 （A）全阻抗继电器；（B）方向阻抗继电器；（C）偏移特性的阻抗继电器；（D）偏移特性和方向阻抗继电器。 4、距离保护是以距离元件作为基础构成的保护装置。 (A)测量；（B）启动；（C）振荡闭锁；（D）逻辑。 5、从继电保护原理上讲，受系统振荡影响的有。 (A)零序电流保护；（B）负序电流保护；（C）相间距离保护；（D）相间过流保护。 6、单侧电源供电系统短路点的过渡电阻对距离保护的影响是。 (A)使保护范围伸长；（B）使保护范围缩短；（C）保护范围不变；（D）保护范围不定。 7、方向阻抗继电器中，记忆回路的作用是。 （A）提高灵敏度；（B）消除正向出口三相短路的死区；（C）防止反向出口短路动作；（D）提高选择性。 8、阻抗继电器常用的接线方式除了00接线方式外，还有。 （A）900接线方式? （B）600接线方式? （C）300接线方式? （D）200接线方式 三、判断题： 1、距离保护就是反应故障点至保护安装处的距离，并根据距离的远近而确定动作时间的一种保护装置。（） 2、距离Ⅱ段可以保护线路全长。( ) 3、距离保护的测量阻抗的数值随运行方式的变化而变化。（） 4、方向阻抗继电器中，电抗变压器的转移阻抗角决定着继电器的最大灵敏角。（）
基于MATLAB的距离保护仿真
基于MATLAB的距离保护仿真 摘要：本文阐述了如何利用Matlab中的Simulink及SPS工具箱建立线路的距离保护仿真模型，并用S函数编制相间距离保护和接地距离保护算法程序，构建相应的保护模块，实现了三段式距离保护。仿真结果表明，所建立的三段式距离保护模型能够正确反应在保护区内的不同类型的短路故障并发出动作信号使断路器跳闸实现输电线路的保护功能。 关键词：Matlab；S函数；仿真；距离保护 Distance protection simulation based on Matlab ABSTRACT:This paper established a distance protection simulation model of transmission line by using Simulink and SimPowerSystem toolbox in Matlab. We programed the distance protection of phase faults and earth faults by using S-Fuction and created relevant protection models to build distance protection. The simulation results show that the three-stage distance protection model we created can response to all kinds of faults within protection zones correctly and send correct signal to the breaker of the line. KEY WORDS：Matlab; S-Function; Simulink; distance protection 0 引言 Matlab软件中的SimPowerSystem工具箱是基于Simulink发展起来的电力系统仿真工具箱，里面有许多可用于电力系统仿真的元件模块库，这些模块以图形的形式表示电力系统设备的数学模型。用户可以通过搭积木的方式建立所需仿真模型，可以设计并封装自己所需的模块，也可以用S函数将程序与Simulink解法器进行交互实现用程序控制电力系统模型的功能，最后还可以将仿真结果导入Matlab工作空间以分析仿真结果。其灵活性、方便性及实时准确性为电力系统的仿真验证提供了平台，极大地方便了电力系统的分析设计。 本文通过Simulink及SPS建立了输电线路的三段式距离保护仿真模型，用S函数编写相间距离保护和接地距离保护程序，设置了三段式距离保护作为本线路全长的主保护以及下级线路的后备保护。仿真模型能够直观动态地观察故障后保护模块内部的动作情况，从而实现对继电保护动作效果的检验。这种方法容易推广到其它保护中，尤其是实现新保护原理的仿真，具有一定的推广价值。 1 仿真模型的建立 考虑具有两级线路的单端电源110kV单回线输电线路系统，如图1所示。距离保护安装在线路AB的断路器处，作为本线路AB的主保护以及下级线路BC的后备保护。 . 负荷 2 1 图1 单端电源电力系统 系统的各个元件参数为：电压源的线电压10.5kV，内阻Zg=0.001+j0.0157Ω；变压器容量31.5MV A，Yg-d11接线，折算到高压侧的阻抗Z T=1.86+j18.6Ω；两级线路长度均为100km，线路的正序阻抗z1=(0.05+j0.3)Ω/km，零序阻抗z0=(0.04+j1.2) Ω/km ；负荷容量S LD=1.2+j0.9MV A。 在Matlab/Simulink中建立仿真模型，如图2所示。保护模块已经封装成子系统，其输入数据为断路器处的电压电流测量值，其输出信号送至断路器的控制端，以控制断路器的开合状态（信号0表示跳闸，信号1表示合闸，断路器初始状态为合闸）。用故障模块设置短路类型以及故障发生的时间（t=0.03s）。通过改变故障点两侧线路的长度来改变故障点的位置，但两侧线路的长度之和始终保持200km不变。仿真起止时间为0~0.2s，采用变步长、ode23t算法进行仿真。所有模块的频率均为50Hz。 图2 距离保护仿真模型 2 保护模块的构建 2.1 距离保护原理
输电线路的距离保护习题答案
姓名：___________ 班级: ___________ 序号：___________ 输电线路的距离保护习题 一、填空题： 1、常规距离保护一般可分为、和三部分。 2、距离保护I段能够保护本线路全长的。 3、距离保护第Ⅲ段的整定一般按照躲开来整定。 4、阻抗继电器按比较原理的不同，可分为式和式。 5、方向阻抗继电器引入非故障相电压的目的是为了__________________________________。 6、若方向阻抗继电器和全阻抗继电器的整定值相同，___________继电器受过渡电阻影响大，继电器受系统振荡影响大。 7、全阻抗继电器和方向阻抗继电器均按躲过最小工作阻抗整定，当线路上发生短路时， _______________继电器灵敏度更高。 8、校验阻抗继电器精工电流的目的是__________________。 9、阻抗继电器的0°接线是指_________________，加入继电器的___________________。 10、助增电流的存在，使距离保护的测量阻抗，保护范围，可能造成保护的。 11、根据《220~500kV电网继电保护装置运行整定规程》的规定，对50km以下的线路，相间距离保护中应有对本线末端故障的灵敏度不小于的延时保护。 二、选择题： 1、距离保护装置的动作阻抗是指能使阻抗继电器动作的。 （A）最小测量阻抗；（B）最大测量阻抗；（C）介于最小与最大测量阻抗之间的一个定值；（D）大于最大测量阻抗的一个定值。 2、为了使方向阻抗继电器工作在状态下，故要求继电器的最大灵敏角等于被保护线路的阻抗角。最有选择；（B）最灵敏；（C）最快速；（D）最可靠。
相间距离保护静态动作特性的试验方法
SEL-321相间距离保护静态特性与动态特性及试验方法 [ 日期：2006-01-21 ] [ 来自：网友&网络] 摘要介绍在调试过程中对采用负序阻抗方向元件的保护装置进行特性测试时应注意的问题，以SEL-321的相间距离保护为例，分析了距离保护静态动作特性及动态动作特性与测试方法及两者之间的关系。 Schweitzer工程试验室(SEL)的微机线路保护采用了带补偿的负序阻抗方向元件(带补偿的负序阻抗方向元件详见文献［1］，［2］及SEL提供的SEL-321/321-1指导手册)。在负序阻抗平面上，当发生不对称故障时，若实际测量负序阻抗Z2=U2/I2(式中U2，I2分别为输入继电器的故障电压、电流的负序分量)的点落在z2=Z2Fb(式中z2为测量负序阻抗在线路负序阻抗角方向的投影，Z2Fb为SEL继电器根据不同Z2计算出的正向动作阈值)曲线下侧时(z2≤Z2Fb)判别为正方向故障，落在z2=Z2Rb(式中Z2Rb为SEL继电器根据不同Z2计算出的反向动作阈值)曲线上侧时(z2≥Z2Rb)判别为反方向故障。这种负序方向元件的整定值和动作特性与装置运行的实际系统负序阻抗有关，因此在对采用这种负序方向元件的保护进行继电器检验、试验时，应注意试验方法，如果用检验传统继电器的试验方法，很可能会遇到一些问题。 1相间距离保护静态动作特性的试验方法 SEL-321微机线路保护，具有相间及接地距离保护、方向过流保护和故障定位的功能，针对不平衡故障，它的方向元件采用了带补偿的负序方向元件。其相间距离保护的方向阻抗元件与负序方向元件是结合在一起的，因此，在对该保护元件特性进行测试时，不能用测试一般方向阻抗保护特性的方法，而必须注意试验的电流、电压的幅值和相位，若与保护装置所在实际系统故障时的情况相差太远，就可能造成距离元件已起动，但由于具有特定整定值的负序方向元件没有起动而使保护无法动作的情况。 某变电站综合自动化系统中110 kV线路采用了SEL-321，该线路全长为3.8 km，系统简化单线图如图1所示。 图中GR为保护对侧系统电源，GS为保护后方经110 kV/35 kV变压器所接的1个小水电。保护配置为3段相间距离保护，4段零序保护。保护的负序方向元件定值设置为：正向Z2基本阈值Z2F=-12.5 Ω，反向Z2基本阈值Z2R=0.5 Ω；相间距离保护的设置为：第1段定值Zzd1= 0.07 Ω，第2段定值Zzd2=0.33 Ω，第3段定值Zzd3=2.8 Ω，线路阻抗角 L=70°，方向阻抗特性圆如图2所示。110 kV线路保护SEL-321相间距离保护方向阻抗圆MHO特性 各段阻抗特性动作区在阻抗平面上分别在下式表示的阻抗圆内，由各段阻抗定值Zzd决定阻抗圆的大小： 即有边界圆： 式中 U——阻抗继电器测量的母线电压； Zzd——阻抗继电器的阻抗整定值； I——阻抗继电器测量的电流；
某输电线路距离保护设计方案
某输电线路距离保护设计方案 1.1输电线路距离保护概述 输电线路距离保护是指利用阻抗元件来反应短路故障的保护装置，阻抗元件的阻抗值是接入该元件的电压与电流的比值，也就是短路点至保护安装处的阻抗值。因线路的阻抗值与距离成正比，所以叫距离保护或阻抗保护。系统在正常运行时，不可能总工作于最大运行方式下，因此当运行方式变小时，电流保护的保护范围将缩短，灵敏度降低；而距离保护测量的是短路点至保护安装处的距离，受系统运行方式影响较小，保护范围稳定，常用于线路保护 电力系统稳定运行主要有符合要求电网结构、系统运行方式和电力系统继电保护来保证。高压及以上等级电网中，继电装置可靠性和速动性有双重主保护来保证，其选择性和灵敏性主要由相间接地故障后被保护延时段来保证。距离保护是以距离测量元件为基础构成保护装置，称阻抗保护。系统正常运行时，保护装置安装处的电压为系统的额定电压，电流负载电流，发生短路故障时，电压降低、电流增大。因此，电压和电流比，正常状态和故障状态有很大变化。由于线路阻抗和距离成正比，保护安装处的电压与电流之比反映了保护安装处到短路点的阻抗，也反映保护安装处到短路点距离。所以按照距离远近来确定保护动作时间，这样就能有选择地切除故障。 当前微计算机硬件的更新和网络化发展在计算机控制领域。单片机与DSP芯片二者技术上的融合，主要体现在运算能力的提高及嵌入式网络通信芯片的出现和应用等方面。这些发展使硬件设计更加方便。高性价比使冗余设计成为可能，为实现灵活化、高可靠性和模块化的通用软硬件平台创造了条件。硬件技术的不断更新和微机保护设计网络化，将为距离保护的设计和发展带来一种全新的理念和创新，它会大大简化硬件设计、增强硬件的可靠性，使装置真正具有了局部或整体升级的可能。 1.2本文研究内容 本次课程设计的主要是输电线路的距离保护。计算和分析主要内容是计算保护1距离保护Ⅰ段、Ⅱ段和Ⅲ段整定值和灵敏度，计算灵敏度同时要注意每个保护的动作时间要精确，上述工作完成后接下来对设计提出的系统震荡和短路过渡电阻对系统的影响进行相应的计算分析，并确定距离保护的范围，并分析系统在最小运行方式下振荡时，保护1各段距离保护的动作情况。后用MATLAB仿真，验证计算的正确性。
继电保护整定计算例题
如下图所示网络中采用三段式相间距离保护为相间短路保护。已知线路每公里阻抗Z 1=km /Ω，线路阻抗角?=651?，线路AB 及线路BC 的最大负荷 电流I m ax .L =400A ，功率因数cos ?=。K I rel =K ∏rel =，K I ∏ rel =，K ss =2，K res =，电源 电动势E=115kV ，系统阻抗为X max .sA =10Ω，X min .sA =8Ω，X max .sB =30Ω，X min .sB =15Ω；变压器采用能保护整个变压器的无时限纵差保护；t ?=。归算至115kV 的变压器阻抗为Ω，其余参数如图所示。当各距离保护测量元件均采用方向阻抗继电器时，求距离保护1的I ∏∏I 、、段的一次动作阻抗及整定时限，并校 验I ∏∏、段灵敏度。（要求∏sen ≥；作为本线路的近后备保护时，I ∏sen ≥；作为相邻下一线路远后备时，I ∏sen ≥） 解：（1）距离保护1第I 段的整定。 1） 整定阻抗。 11.Z L K Z B A rel set -I I ==Ω=??6.94.0308.0 2)动作时间：s t 01=I 。 （2）距离保护1第∏段的整定。 1）整定阻抗：保护1 的相邻元件为BC 线和并联运行的两台变压器，所以 ∏段整定阻抗按下列两个条件选择。
a ）与保护3的第I 段配合。 I -∏∏+=3.min .11.(set b B A rel set Z K Z L K Z ） 其中， Ω=??==-I I 16.124.0388.013.Z L K Z C B rel set ； min .b K 为保护3 的I 段末端发生短路时对保护1而言的最小分支系数（见图 4-15）。 当保护3的I 段末端K 1点短路时，分支系数为sB AB sB sA b X X X X I I K ++==12 （4-3） 分析式（4-3）可看出，为了得出最小分支系数，式中SA X 应取最小值min .SA X ；而SB X 应取最大值max .SB X 。因而 max .min .min .1sB AB sA b X Z X K ++ ==1+30 30 4.08?+= 则 Ω=?+??=∏ 817.25)16.12667.14.030(8.01.set Z b ）与母线B 上所连接的降压变压器的无时限纵差保护相配合，变压器保护范围直至低压母线E 上。由于两台变压器并列运行，所以将两台变压器作为一个整体考虑，分支系数的计算方法和结果同a ）。 ?? ? ??+=-∏∏2min .1t b B A rel set Z K Z L K Z =Ω=? +??078.66)27.84667.14.030(8.0 为了保证选择性，选a ）和b ）的较小值。所以保护1第 ∏段动作阻抗为
距离保护I、Ⅱ、Ⅲ段定值校验
在“距离与零序保护试验”菜单可以定性分析距离保护各段动作的灵敏性和可靠性，能 一次性自动完成相间距离Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段定值和接地距离Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段定值校验，根据规程，一般是以5%误差为标准对动作值进行定点校验，即距离保护Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段在0.95 倍定值时，应可靠动作；在1.05 倍定值时，应可靠不动作。 1、保护相关设置： 保护定值设置： （2）保护压板设置： 在“定值整定”里，把运行方式控制字“投I 段接地距离”、“投II 段接地距离”、“投III 段接地距离”、“投I 段相间距离”、“投II 段相间距离”、“投III 段相间距离”均置“1”，其他的均置“0”；
在“压板定值”中，仅把“投距离保护压板”置“1”；在保护屏上，仅投“距离保护”硬压板。 2、试验接线： 将测试仪的电压输出端“Ua”、“Ub”、“Uc”、“Un”分别与保护装置的交流电压“Ua”、“Ub”、“Uc”、“Un”端子相连。将测试仪的电流输出端“Ia”、“Ib”、“Ic”分别与保护装置的交流电流“IA”、“IB”、“IC”（极性端）端子相连；再将保护装置的交流电流“IA＇”、“IB＇”、“IC＇”（非极性端）端子短接后接到“IN”（零序电流极性端）端子，最后从“IN＇”（零序电流非极性端）端子接回测试仪的电流输出端“In”。 将测试仪的开入接点“A”、“B”、“C”、“R”分别与保护装置的分相跳闸出口接点“跳A”、“跳B”、“跳C”以及“重合闸”接点相连。测试仪的开入量公共端“+KM”与保护装置的公共端相连。做距离保护试验时如果不带重合闸试验可以不用接重合闸出口，也可以直接一个开入量。具体如下图所示：
距离保护实验
继电保护专题实验报告 一、实验目的 本实验以研究过渡电阻对距离保护的影响为目的，通过实验数据观察过渡电阻增加时保护的动作状况，最后得出过渡电阻对距离保护影响的结论。 二、实验内容 实验分为单电源和双电源两部分，包含单侧电源三相短路、单侧电源单项接地短路，双电源空载线路上三相短路，保护安装在送电测的的线路上三相短路与保护安装在受电侧的线路上三相短路这五种故障形式，其中，对于接地故障设置过渡电阻从欧姆~300欧姆变化，相间短路过渡电阻变化为~16欧姆，并研究故障点位于保护范围的10%、50%、90%处时保护的动作情况。 三、实验理论分析 （一）单端电源时过渡电阻对阻抗继电器的影响 如图所示，若线路首端故障经电弧，则距离保护的测量阻抗分别为 m.B g Z R =，m.A AB g Z Z R =+。本段线路出口发生经过渡电阻短路故障时，若 过渡电阻较大，本段距离保护I 可能拒动，前一级距离保护II 段可能越级跳闸，使距离保护失去选择性。保护装置距离短路点越近，受过渡电阻的影响越大；保护定值越小，则相对受电阻的影响越大。
单端电源经过渡电阻短路 （二）双电源时过渡电阻对阻抗继电器的影响 如图所示，在双电源系统线路上发生经过渡电阻短路时，由两侧电源系统提供短路电流，f M N I I I ? ? ? =+ 双电源时经过渡电阻短路
安装在M 侧的阻抗继电器测得的阻抗为 f M J L f L a M M I U Z pZ R pZ Z I I = =+=+，其中附加阻抗(1)f f j j N a f f f f M M M I I I Z R e R e R KR I I I α θ --= = =+=，α为M I ? 超前f I ?的相角，θ为 M I ? 超前N I ? 的相角。由于对侧电源的助增作用使得过渡电阻产生的影响要 复杂的多：1）若M I 超前于N I ，则α>0，附加阻抗呈容性；2）若M I 滞后于N I ，则α<0，附加阻抗呈感性； 若故障前M 侧为送电测，N 为受电侧，则M E ? 超前于N E ? ；故障发生初期两侧电源相位关系不变，则M I ?超前于N I ? ，M 侧的附加阻抗呈容性，将造成阻抗继电器保护范围的伸长，M 侧距离保护可能超越。 若故障前M 侧为受电测，N 为送电侧，则M E ? 滞后于N E ? ；故障发生初期两侧电源相位关系不变，则M I ? 滞后于N I ? ，M 侧的附加阻抗呈感性，将造成阻抗继电器保护范围的缩短，M 侧距离保护可能拒动。 四、实验结果分析 （一）单侧电源 1、三相短路 故障相测量阻抗的计算值为：m k z z =，其中1k z z l =? 利用上式分别计算故障点位于保护范围的10%、50%、90%且过渡电阻依次为Ω、Ω、2Ω、4Ω、8Ω、16Ω时的测量阻抗理论值，并与实际测量值进行对比，其结果如表1所示。就故障相进行作图，所列出的图形为
基于EMTP的数字式距离保护仿真教学
第28卷 第5期2006年10月 电气电子教学学报 JO U RN A L O F EEE Vol.28 No.5 Oct.2006 基于EMTP的数字式距离保护仿真教学 屈桂银,刘建华,苏 盛,曾祥君 (长沙理工大学 电气与信息工程学院,湖南长沙410077)y 摘 要:针对教学需要,为促进学生对继电保护系统尽早形成整体认识,并深入了解数字式继电保护的各个实现细节,提出了一种在EM T P电磁暂态仿真软件基础上编制自定义模块实现简化的线路距离保护教学系统。该自定义模块在EM TP故障仿真的过程中与EM TP仿真软件以闭环方式进行交互,对数字式继电保护的各实现环节进行了仿真建模。文末对相间短路故障和单相接地故障进行了仿真分析。 关键词:G642 4EM T P;数字式距离保护;仿真 中图分类号:G642 4 文献标识码:A 文章编号:1008-0686(2006)05-0101-05 Educational Use of EMTP for the S tudy of a Distance Relaying of Transmission Lines QU Gui yin,LIU Jian hua,SU Sheng,ZENG Xian gjun (Colle ge of E lec tr ica l Eng ine ering,Chang sha Univ er sity of Scienc e and Tec hnology,Chang sha410077,China) Abstract:In order to enhance understanding o f the basic co ncepts of distance relaying of underg raduate students w ho are new to the subject o f pow er system protective relay ing.This paper pro poses an EM TP based integr ated simulatio n sy stem to provide systematic relaying co ncepts by mo deling a digital relaying system using self defined model functio ns in a closed loop manner.Various elements of dig ital distance re lay ing are org anized to g enerate a systematic approach to modeling the actual hardw ar e of dig ital relaying system s.Case studies relating to the most commo nly encountered single phase to gro und fault and phase to phase fault are presented and various fault distances and fault inception ang les are considered. Keywords:EM TP;distance protection;sim ulation 0 引言 继电保护系统的作用是在电网发生故障时根据异常信号检测、定位并隔离故障点,以确保电力系统的安全稳定运行和主设备安全。随着电网的互联和远距离输电的兴起,传统的模拟保护系统在性能上越来越难以达到现代电网的保护要求,而数字式的微机保护系统则成为继电保护的主流。在开发微机保护系统时,可以先利用电磁暂态仿真软件EMT P 对电网的各种故障和继电保护装置的保护逻辑进行模拟仿真测试。 为了促进电气专业学生对数字式继电保护系统的整体及各实现环节的深入认识,作为电气与信息工程学院电气工程专业教学环节创新的一部分,本文在EMT P电磁暂态仿真软件的基础上编制了自定义模块,对数字式继电保护的低通滤波、直流滤波及基频分量求取等实现环节进行了建模,并对单相接地短路及相间短路故障进行了仿真分析。由于学生可以形象地看到仿真过程中继电保护每一实现环节对继电保护系统性能的影响,因此该仿真系统对促进学生理解数字式继电保护的工作原理具有积极的作用。 y收稿日期:2006-06-26;修回日期:2006-07-14 第一作者:屈桂银(1954-),男,湖南石门人,大专,实验师,主要从事电气实验教学及电力系统模拟仿真研究。